Lista resolvida Físico Química - Diagrama de fases e Equilibrio quimico

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CTD133 – FÍSICO-QUÍMICA 
7a LISTA DE EXERCÍCIOS - 1° período de 2018/Prof. Henrique 
1) A pressão de vapor do benzeno puro é 94,6 Torr e a do tolueno, 29,1 Torr, a 25 °C. Calcule a 
pressão de vapor total e a fração molar de cada substância na fase vapor em equilíbrio com uma mistura 
líquida contendo 1,50 mol de benzeno e 0,50 mol de tolueno. R: 78,24 Torr; Xbenzeno=0,91 e Xtolueno=0,09. 
2) O 1,1-diclo-etano, CH3CHCl2, tem pressão de vapor de 228 Torr a 25 °C. Na mesma 
temperatura, 1,1-dicloro-tetrafluoro-etano, CF3CCl2F, tem pressão de vapor de 79 Torr. Que massa de 
1,1-diclo-etano deve ser misturada com 100,0 g de 1,1-dicloro-tetrafluoro-etano para dar uma solução 
cuja pressão de vapor total é 157 Torr a 25 °C? Considere comportamentos ideais para a solução e o 
vapor. . R: Aproximadamente 63 g (os arredondamentos podem resultar em um valor um pouco diferente). 
3) Ao lado está apresentado uma ilustração 
simplificada e aproximada do diagrama de fases da solda 
para circuitos eletrônicos composta por chumbo (Pb) e 
estanho (Sn), onde XPb é a fração molar total de Pb. 
Sobre este diagrama, responda: (a) qual são as 
temperaturas de fusão do Pb e Sb puros? (b) identifique o 
ponto ’e’ e explique o que ele significa; (c) preveja como 
se encontra o sistema em cada um dos pontos descendo a 
isopleta partindo de ‘i’; (d) preveja como se encontra o 
sistema em cada um dos pontos descendo a isopleta 
partindo de ‘a’. 
 
 
Equilíbrio Químico: somente para o teste final 
4) Verifique se as afirmações estão corretas e justifique as erradas: 
a) Uma reação cessa quando atinge o equilíbrio. 
b) Uma reação em equilíbrio não é afetada pelo aumento da concentração de produtos. 
c) Em uma mesma temperatura, se variarmos as concentrações das espécies químicas a constante de 
equilíbrio irá alterar o seu valor numérico. 
d) Se a reação começa com concentrações maiores de reagentes, as concentrações de equilíbrio dos 
produtos serão maiores. 
e) O valor numérico de K é um indicativo do rendimento da reação quando se alcança o equilíbrio. 
Um valor baixo de K (ex: 10
-5
) indica a formação de grandes quantidades de produtos e um valor alto de 
K (ex: 10
5
) indica a formação de pequena quantidade de produtos. 
f) O uso de catalisador altera o valor da constante de equilíbrio (K), pois acelera a reação química. 
g) No equilíbrio as concentrações de reagentes e produtos são iguais. 
5) Considerando K= 54 para a reação no estado gasoso entre hidrogênio e iodo formando ácido 
iodídrico, quando as concentrações forem 0,16 bar, 0,25 bar e 2,17 bar, respectivamente, diga se esta 
reação favorece a formação de reagentes, de produtos ou está no equilíbrio. 
R: Como Q é maior do que K, estas composições favorecem a formação de reagentes. 
6) Defina equilíbrio químico do ponto de vista termodinâmico. 
7) Explique como a pressão influencia na composição (deslocamento da reação) e na constante de 
equilíbrio: a) faça uma análise para uma reação onde o equilíbrio ocorre entre fases condensadas; (b) 
faça uma análise para uma reação onde o equilíbrio ocorre entre fases gasosas. 
8) Sobre o efeito da temperatura na constante de equilíbrio, responda: a) explique como a temperatura 
influencia na constante de equilíbrio; b) é esperado que para uma reação exotérmica o aumento da 
temperatura aumente o rendimento da reação? Explique! 
9) A 2257 K, a água está em equilíbrio (simbolizado por ↔) e com 1,77% dissociada na reação 
abaixo. Calcule (a) K (constante de equilíbrio); (b) ΔrGº; c) ΔrG na condição especificada. 
2H2O(g) ↔ 2H2(g) + O2 (g) 
Obs: Para os cálculos, considere que a soma das pressões parciais seja igual a 1,0 bar. 
R: a) Aproximadamente 2,8x10
-6
; b) aproximadamente +240 kJ/mol; c) valor de equilíbrio. 
10) O tetróxido de dinitrogênio está 18,46% dissociado no equilíbrio a 25 ºC. Calcule (a) K (constante 
de equilíbrio) a 25 ºC; (b) ΔrGº; c) K a 100 ºC , considerando que ΔrHº= +57,2 kJ/mol no intervalo de 
temperatura considerado. N2O4(g) ↔ 2NO2(g) 
Obs: Para os cálculos, considere que a soma das pressões parciais seja igual a 1,0 bar. 
R: a) Aproximadamente 0,142; b) aproximadamente +4,9 kJ/mol; c) aproximadamente K=15 a 100 ºC.